Trong sự phát triển như vũ bão ngành công nghiệp toàn cầu, sản phẩm hàn có mặt hầu hết trong tất cả các lĩnh vực sản xuất, chế tạo, công nghiệp, nó có tầm ảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất công nghiệp nói chung và sản xuất cơ khí nói riêng. Với sự đa dạng của phương pháp hàn hiện nay đã và đang đáp ứng tương đối đầy đủ trong lĩnh vực cơ khí và các ngành cơ khí đặc biệt như ô tô , tàu hỏa , đóng tàu , vũ trụ, tên lửa, hàng không, cầu đường, kết cấu nhà xưởng, bồn bể.... Tuy nhiên để có được một sản phẩm hàn đạt chất lượng cao cần có rất nhiều yếu tố được quan tâm như sự phù hợp về phương pháp, tính toán chế độ hàn phù hợp, điều kiện sử dụng và lựa chọn các dạng liên kết khác nhau. Trong thời gian vừa qua đã có nhiều đề tài nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm hàn và cũng đã đạt được các kết quả nhất định. Tuy nhiên việc tìm hiểu và đưa ra lựa chọn dạng liên kết chưa được quan tâm nhiều . Trong thực tế hiện nay mỗi chủ nhà thầu lại áp dụng các tiêu chuẩn hàn khác nhau cho các dạng liên kết của kết cấu hàn do vậy cho đến nay chưa có một nghiên cứu khảo sát nào so sánh đánh giá các tiêu chuẩn. Trước thực tế đó, đề tài : Ứng dụng phần mềm thiết kế 3D Autodesk Inventor để thiết kế mô phỏng liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn ISO,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS. Kiểm tra độ bền kéo, uốn. Hàn thực nghiệm tiêu chuẩn ISO, DIN. So sánh, đánh giá mang ý nghĩa thiết thực trong Giáo dục và đào tạo ngành Hàn và các Doanh nghiệp chuyên về kết cấu hàn. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Sưu tầm các tiêu chuẩn hàn ISO , DIN, ANSI, BSI, JIS, GB về liên kết hàn và lập bảng thống kê các liên kết theo tiêu chuẩn. Đánh giá, so sánh tiêu chuẩn DIN, ISO về liên kết hàn bằng tính toán lý thuyết, phần tử hữu hạn và kiểm tra thực tế độ bền kéo, uốn để xác định mối hàn nào tốt hơn. 1.3. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, tôi tập trung nghiên cứu về các liên kết hàn giáp mối và thực nghiệm hàn theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN theo phương pháp công nghệ hàn điện hồ quang tay. 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài sử dụng các phương pháp thống kê, so sánh, tổng hợp. Lập bảng thống kê về thông số hình học liên kết hàn giáp mối theo các tiêu chuẩn ISO,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS. So sánh về thông số hình học liên kết hàn và kết quả thử kéo, uốn của mẫu thử ISO, DIN Tổng kết , đánh giá chất lượng của các mẫu thử ISO, DIN 1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Lập bảng thống kê về thông số hình học liên kết hàn theo các tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI, BSI, JIS, GB. Hàn thực nghiệm theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN Kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng phương pháp siêu âm Gia công mẫu thử kéo, uốn Kiểm tra độ bền kéo, uốn của các mẫu theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN Lấy kết quả, xử lý số liệu So sánh, kết luận, viết thuyết minh.
Trang 1LUYỆN THẾ THẠNH
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D AUTODESK INVENTOR ĐỂ THIẾT KẾ MÔ PHỎNG LIÊN KẾT HÀN GIÁP MỐI THEO CÁC TIÊU CHUẨN ISO, DIN, ANSI, BSI, GB, JIS KIỂM TRA ĐỘ BỀN KÉO, UỐN.
HÀN THỰC NGHIỆM TIÊU CHUẨN ISO, DIN.
SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ
Chuyên ngành: Chế tạo máy
Mã số:62.52.01.03
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRẦN VĨNH HƯNG
HƯNG YÊN - 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
`
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kếtquả nêu trong Luận văn chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các sốliệu, ví dụ và trích dẫn trong Luận văn đảm bảo tính chính xác, tin cậy và trung thực.Tôi đã hoàn thành tất cả các môn học và đã thanh toán tất cả các nghĩa vụ tài chínhtheo quy định của Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về những lời cam đoan của mình
Tôi xin chân thành cảm ơn!
NGƯỜI CAM ĐOAN
LUYỆN THẾ THẠNH
Trang 3DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu Nội dung
ISO9692 1:2003(E) Tiêu chuẩn hàn của Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn hóa “
International Organization for Standardization”
DIN 8551 T1 Tiêu chuẩn hàn của Đức “Deutsches Institut für Normung”
ANSI/AWS D1.1/
D1.1M:2006
Tiêu chuẩn hàn của Hiệp hội Hoa Kỳ“American Society for
Testing and Materials”
JIS Z 3604-2002 Tiêu chuẩn hàn của Nhật “Japanese Industrial Standards”
BS EN ISO
9692-1:2003
Tiêu chuẩn hàn của Anh tương đương tiêu chuẩn ISO
9692-1:2003(E) “Bromeliad Society International”
GB /T 985.1-2008 Tiêu chuẩn hàn của Trung Quốc lấy tiêu chuẩn ISO
9692-1:2003(E) làm tiêu chuẩn nước mình “standardization administration of china”
TCVN 3909-2000 Kích thước mẫu thử kéo ngang theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5401: 2010 Kích thước mẫu thử uốn ngang theo tiêu chuẩn Việt Nam
IK Kí hiệu mẫu thử kéo khi chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO
E [N/m2] Mô đun đàn hồi
γ [g/cm3] Khối lượng riêng
Trang 4DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1
Liên kết hàn vát mép chữ V với mép cạnh lớn “ mép cùn ” lấy
mặt sau ( ký hiệu )theo các tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI,
BSI, GB, JIS
11
Bảng 2.3 Kích thước và lực kéo đứt khi kiểm nghiệm thực tế 57Bảng 2.4 Kết quả kiểm nghiệm của mẫu thử kéo theo phương pháp truyền
Bảng 3.4 Thành phần hóa học của lõi que hàn (%) theo AWS 76Bảng 3.5 Tính chất cơ học của tất cả kim loại mối hàn theo AWS 76
Bảng 3.8 Thông tin kỹ thuật máy thử độ bền kéo, nén, uốn WDW-T300 82Bảng 3.9 Thông tin kỹ thuật máy thử độ bền kéo, nén, uốn WAW-1000 86Bảng 3.10 Các kích thước của đồ gá uốn kiểu chữ U 87Bảng 3.11 Kết quả số liệu các mẫu thử kéo theo tiêu chuẩn ISO 90Bảng 3.12 Kết quả số liệu các mẫu thử kéo theo tiêu chuẩn DIN 92Bảng 3.13 Kết quả sau khi thử uốn của hai mẫu theo tiêu chuẩn ISO, DIN 92
Trang 5Bảng 4.6 So sánh kết quả thực nghiệm với tính toán lý thuyết 96
Trang 6DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Liên kết hàn không vát mép ( ký hiệu ) 13Hình 1.2 Liên kết hàn vát mép chữ V ( ký hiệu ) 13Hình 1.3 Liên kết hàn vát mép chữ V có tấm lót đáy ( ký hiệu ) 14Hình 1.4
Liên kết hàn vát mép chữ V hai phía với mép cạnh lớn “ mép
Hình 2.3 Bản vẽ 3D về liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO 52Hình 2.4 Bản vẽ 3D về mối hàn theo tiêu chuẩn ISO 53Hình 2.5 Kích thước gá, đính phôi theo mẫu DIN Phụ lục 2
Hình 2.7 Bản vẽ 3D về liên kết hàn theo tiêu chuẩn DIN 54Hình 2.8 Bản vẽ 3D về mối hàn theo tiêu chuẩn DIN 54Hình 2.9 Mẫu thử kéo ngang dùng cho tấm ( Kích thước tổng quát) 55Hình 2.10 Mẫu thử kéo ngang dùng cho tấm ( Kích thước gia công) 55Hình 2.11 Kích thước mẫu thử uốn mặt đầu mối hàn giáp mối ( kích
Hình 2.12 Mẫu thử uốn ngang dùng cho mối hàn giáp mối dạng tấm
Hình 2.18 Khoảng cách chày uốn di chuyển xuống đối với mẫu IU 70
Trang 7Hình 2.20 Khoảng cách chày uốn di chuyển xuống đối với mẫu DU 71Hình 3.1 Máy hàn một chiều Finewel – 500D 75Hình 3.2 Mặt trước mối hàn khi chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO Phụ lục 3Hình 3.3 Mặt sau mối hàn khi chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn ISO Phụ lục 3Hình 3.4 Mặt trước mối hàn khi chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN Phụ lục 3Hình 3.5 Mặt sau mối hàn khi chuẩn bị liên kết theo tiêu chuẩn DIN Phụ lục 3
Hình 3.28 Mẫu thử đã lọt lòng khuôn uốn Phụ lục 3Hình 3.29 Kết quả hiển thị trên phần mềm Phụ lục 3
Trang 8Hình 3.32 Mẫu kéo đứt IK2 89
Trang 10MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN I DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT II DANH MỤC CÁC BẢNG IV DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ VI
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 4
1.1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 4
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 5
1.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 5
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5
1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 5
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012 TRONG LĨNH VỰC HÀN 6
1.1.THANH CÔNG CỤ VỀ LĨNH VỰC HÀN TRONG PHẦN MỀM 6
AUTODESK INVENTOR 2012 6
1.1.1 Hàn bằng phương pháp hồ quang 9
1.1.2 Hàn bằng phương pháp nóng chảy hợp kim( Hàn vảy) 10
1.2 THIẾT KẾ CÁC DẠNG LIÊN KẾT HÀN 11
1.2.1 Các dạng liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI, BSI, GB, JIS (Xem phụ lục 1)……… 11
1.2.2 Thiết kế liên kết hàn giáp mối 13
1.3 HÀN MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012 15
1.3.1 Ghi các ký hiệu biểu diễn qui ước mối hàn trong bản vẽ kỹ thuật – Weld sym-bols……… 15
1.3.2 Hàn mô phỏng liên kết hàn giáp mối 18
1.3.3 Hàn mô phỏng liên kết hàn góc 19
1.3.4 Ký hiệu vị trí đường hàn trên chi tiết 22 1.4.TÍNH TOÁN BỀN CHO CÁC KIỂU MỐI HÀN HỒ QUANG TRÊN PHẦN
Trang 111.4.1 Fillet Weld (Connection Plane Load) Calculator: Tính toán mối hàn góc ( Tải
trọng phẳng )……… 23
1.4.2 Fillet Weld (Spatial Load) Calculator: Tính toán mối hàn góc ( Tải trọng không gian, mối hàn nối dầm với cột) 27
1.4.3 Plug and Groove Weld Calculator: Tính toán mối hàn cấy chốt 31
1.4.4 Butt Weld Calculator: Tính toán mối hàn giáp mối 33
1.4.5 Spot Weld Calculator: Tính toán mối hàn điểm 36
1.5.TÍNH TOÁN MỐI HÀN VẢY TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012 39
1.5.1 Bevel Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn giáp mối vát cạnh 39
1.5.2 Butt Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn giáp mối phẳng ( không vát cạnh)……… 41
1.5.3 Lap Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn chồng 43
1.5.4 Step Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn trụ và lỗ 45
1.5.5 Step Tube Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn lồng ống 48
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 51
CHƯƠNG 2 KIỂM TRA CƠ TÍNH MỐI HÀN TRÊN PHẦN AUTODESK INVENTOR 2012 52
2.1.HÀN MÔ PHỎNG LIÊN KẾT HÀN GIÁP MỐI THEO TIÊU CHUẨN ISO, DIN TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012 52
2.1.1 Hàn mô phỏng liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn ISO 52
2.1.2 Hàn mô phỏng liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn DIN 53
2.1.3 Thiết kế mẫu thử kéo, uốn 54
2.2 KIỂM TRA CƠ TÍNH MỐI HÀN THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 57
2.2.1 Kiểm tra kéo mối hàn theo phương pháp truyền thống 57
2.2.2 Kiểm tra uốn bề mặt mối hàn theo phương pháp truyền thống 58
2.3 KIỂM TRA CƠ TÍNH MỐI HÀN THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN (FEM) 60
2.3.1 Phương pháp phần tử hữu hạn trên phần mềm Autodesk Inventor 2012 60
Trang 122.3.2 Kết quả kiểm nghiệm về giới hạn bền kéo của mẫu thử trên phần mềm
Autodesk inventor 2012 66
2.3.3 Kết quả kiểm nghiệm về giới hạn bền uốn của mẫu thử trên phần mềm Au-todesk inventor 2012 69
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 72
CHƯƠNG 3 KIỂM TRA CƠ TÍNH MỐI HÀN BẰNG THỰC NGHIỆM 74
3.1 HÀN THỰC NGHIỆM 74
3.1.1 Thông số hình học về liên kết hàn theo tiêu chuẩn ISO 9692-1:2003 và DIN 8551 T1……… 74
3.1.2 Máy hàn, que hàn, chế độ hàn 75
3.1.3 Kiểm tra khuyết tật hàn bằng phương pháp siêu âm 77
3.2 GIA CÔNG MẪU 80
3.2.1 Điều kiện của mẫu thử kéo, uốn 80
3.2.2 Kết quả gia công cơ……….81
3.3 KIỂM TRA ĐỘ BỀN KÉO, UỐN 81
3.3.1 Tiến hành thực nghiệm thử kéo 81
3.3.2 Tiến hành thực nghiệm thử uốn 84
3.3.3 Kết quả về số liệu, hình ảnh các mẫu sau khi thử kéo 88
3.3.4 Kết quả, hình ảnh các mẫu sau khi thử uốn 92
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3……….93
CHƯƠNG 4 SO SÁNH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT 94
4.1 THỐNG KÊ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 94
4.2 SO SÁNH KẾT QUẢ 96
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 97
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98
DANH MỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 99
PHỤ LỤC
Trang 13MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong sự phát triển như vũ bão ngành công nghiệp toàn cầu, sản phẩm hàn
có mặt hầu hết trong tất cả các lĩnh vực sản xuất, chế tạo, công nghiệp, nó có tầmảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất công nghiệp nói chung và sản xuất cơ khínói riêng Với sự đa dạng của phương pháp hàn hiện nay đã và đang đáp ứng tươngđối đầy đủ trong lĩnh vực cơ khí và các ngành cơ khí đặc biệt như ô tô , tàu hỏa ,đóng tàu , vũ trụ, tên lửa, hàng không, cầu đường, kết cấu nhà xưởng, bồn bể
Tuy nhiên để có được một sản phẩm hàn đạt chất lượng cao cần có rất nhiềuyếu tố được quan tâm như sự phù hợp về phương pháp, tính toán chế độ hàn phùhợp, điều kiện sử dụng và lựa chọn các dạng liên kết khác nhau
Trong thời gian vừa qua đã có nhiều đề tài nhằm nâng cao chất lượng sảnphẩm hàn và cũng đã đạt được các kết quả nhất định Tuy nhiên việc tìm hiểu vàđưa ra lựa chọn dạng liên kết chưa được quan tâm nhiều Trong thực tế hiện naymỗi chủ nhà thầu lại áp dụng các tiêu chuẩn hàn khác nhau cho các dạng liên kết
Trang 14của kết cấu hàn do vậy cho đến nay chưa có một nghiên cứu khảo sát nào so sánhđánh giá các tiêu chuẩn.
Trước thực tế đó, đề tài : Ứng dụng phần mềm thiết kế 3D Autodesk ventor để thiết kế mô phỏng liên kết hàn giáp mối theo tiêu chuẩn ISO,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS Kiểm tra độ bền kéo, uốn Hàn thực nghiệm tiêu chuẩn ISO, DIN So sánh, đánh giá mang ý nghĩa thiết thực trong Giáo dục và đào tạo
In-ngành Hàn và các Doanh nghiệp chuyên về kết cấu hàn
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Sưu tầm các tiêu chuẩn hàn ISO , DIN, ANSI, BSI, JIS, GB về liên kết hàn vàlập bảng thống kê các liên kết theo tiêu chuẩn
- Đánh giá, so sánh tiêu chuẩn DIN, ISO về liên kết hàn bằng tính toán lý thuyết,phần tử hữu hạn và kiểm tra thực tế độ bền kéo, uốn để xác định mối hàn nào tốthơn
1.3 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, tôi tập trung nghiên cứu về các liên kếthàn giáp mối và thực nghiệm hàn theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN theo phương phápcông nghệ hàn điện hồ quang tay
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Đề tài sử dụng các phương pháp thống kê, so sánh, tổng hợp
- Lập bảng thống kê về thông số hình học liên kết hàn giáp mối theo các tiêu chuẩnISO,DIN, ANSI, BSI, GB, JIS
- So sánh về thông số hình học liên kết hàn và kết quả thử kéo, uốn của mẫu thửISO, DIN
- Tổng kết , đánh giá chất lượng của các mẫu thử ISO, DIN
1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Lập bảng thống kê về thông số hình học liên kết hàn theo các tiêu chuẩn ISO,DIN, ANSI, BSI, JIS, GB
- Hàn thực nghiệm theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN
- Kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng phương pháp siêu âm
- Gia công mẫu thử kéo, uốn
- Kiểm tra độ bền kéo, uốn của các mẫu theo hai tiêu chuẩn ISO, DIN
- Lấy kết quả, xử lý số liệu
- So sánh, kết luận, viết thuyết minh
Trang 15Chương 1 TỔNG QUAN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012
TRONG LĨNH VỰC HÀN 1.1 THANH CÔNG CỤ VỀ LĨNH VỰC HÀN TRONG PHẦN MỀM
AUTODESK INVENTOR 2012
Trong Autodesk Inventor Professional 2012 có phần tạo mối hàn trong bản vẽ lắpghép
Để thực hiện thanh công cụ này, chúng ta phải sử dụng các bản mẫu
Weldment.iam theo các tiêu chuẩn nhất định Khi tạo bản lắp mới bằng lệnh New,
hộp thoại xuất hiện có các lựa chọn
Nếu chọn Default, xuất hiện hộp thoại có các lựa chọn như hình dưới.
Nếu chọn English, hộp thoại xuất hiện các lựa chọn.
Trang 16Nếu chọn Metric, có rất nhiều các lựa chọn bản mẫu, trong đó có các tiêu chuẩn về
Hàn như hộp thoại dưới đây
Nhấn chọn một trong các bản mẫu Weldment theo tiêu chuẩn trên.
Màn hình và các thanh công cụ giống như bản lắp thông thường Các lệnh và cácbước tiến hành như đã giới thiệu tại các mục trên
Riêng trong Trình duyệt xuất hiện thêm ba đối tượng là Opertations, Machining
và Welds.
Nháy đúp vào Opertations hoặc Machining, thanh công cụ tạo khối xuất hiện để
thay đổi hoặc thêm hình khối cho chi tiết thành viên
Trang 17Nháy đúp vào Welds, thanh công cụ tạo mối hàn hiện ra để thực hiện công việc.
Để tạo ra các mối ghép bằng công nghệ hàn chúng ta phải đưa các chi tiếtđúng theo từng chức năng vào bản lắp Khi đã có các chi tiết và lắp ghép chúngthành cụm chi tiết theo yêu cầu chúng ta bắt đầu sử dụng các lệnh để tạo ra mối hàn
Tạo mối hàn
Có các phương án:
- Fillet weld: Công cụ tạo ra mối hàn góc
- Groove weld: Công cụ tạo ra mối hàn giáp mối
Trang 18- Cosmetic weld: Công cụ ký hiệu đường hàn
- Welding Symbol: Ghi ký hiệu mối hàn
- End Fill: Đánh bóng mối hàn
- Bead Report: Xuất các thông tin của mối hàn ở dạng bảng tính excell
Trang 19- Fillet Weld (Spatial Load) Calculator: Tính toán mối hàn góc ( Tải trọngkhông gian )
- Plug and Groove Weld Calculator: Tính toán mối hàn cấy chốt
- Butt Weld Calculator: Tính toán mối hàn giáp mối
- Spot Weld Calculator: Tính toán mối hàn điểm ( Hàn điện tiếp xúc )
1.1.2 Hàn bằng phương pháp nóng chảy hợp kim( Hàn vảy)
- Bevel Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn giáp mối vát cạnh
- Butt Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn giáp mối phẳng ( khôngvát cạnh)
- Lap Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn chồng
- Step Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn trụ và lỗ
- Step Tube Solder Joint Calculator: Tính toán mối hàn lồng ống
Trang 20t> 10
α 60 0
1≤ b ≤ 4 2≤ c ≤ 4
111 141
- Giống tiêu chuẩn BSI, GB
- Giống tiêu chuẩn DIN về góc vát α
- Khác tiêu chuẩn ANSI, JIS
40 0 ≤α≤ 60 0
1≤ b ≤ 4 2≤ c ≤ 4
13
α 60 0
0≤b≤ 3 2≤c≤ 4
E, WIG
-Giống tiêu chuẩn ISO, BSI,
GB về góc vát α
- Khác các tiêu chuẩn ANSI, JIS
40 0 ≤α≤60 0
MIG, MAG
Trang 213 ANSI
T 1 = Không giới hạn
T 1 = Không giới hạn
α = 60 0
0≤R≤3 0≤f≤ 3
GMAW FCAW
SMAW
Khác các tiêu chuẩn ISO, DIN, ANSI, BSI, GB
60 0 ≤≤110 0
0≤c≤3 0≤f≤3
GTAW
Trang 221.2.2 Thiết kế liên kết hàn giáp mối.
111 141
- Giống tiêu chuẩn ISO, GB
- Giống tiêu chuẩn DIN về góc vát α
- Khác tiêu chuẩn ANSI, JIS
40 0 ≤α≤ 60 0
1≤ b ≤ 4 2≤ c ≤ 4
13
α 60 0
1≤ b ≤ 4 2≤ c ≤ 4
111 141
- Giống tiêu chuẩn ISO, BSI
- Giống tiêu chuẩn DIN về góc vát α
- Khác tiêu chuẩn ANSI, JIS
400 ≤α≤ 6001≤ b ≤ 42≤ c ≤ 4
13
Trang 23Hình 1.3 Liên kết hàn vát mép chữ V có
Hình 1.4 Liên kết hàn vát mép chữ V hai phía với mép cạnh lớn “ mép cùn ” ( ký hiệu
Trang 241.3 HÀN MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR
1.3.1 Ghi các ký hiệu biểu diễn qui ước mối hàn trong bản vẽ kỹ thuật – Weld symbols
Các thông số:
Tail Note: Ghi chú thích (Phương pháp hàn )
Prefix: Chiều sâu gấu
Leg 1: Cạnh thứ 1 mối hàn góc
Leg 2: Cạnh thứ 2 mối hàn góc
Weld symbol: Ký hiệu liên kết hàn
Number: Số đoạn cần hàn
Length: Chiều dài đường hàn
Spacing: Khoảng cách giữa các đường hàn
Contour: Hình dạng bề mặt mối hàn.
Depth: Chiều sâu ngấu
Leg 2: Bề rộng đường hàn
Number: Số lớp hàn
Length: Độ dài mối hàn
Spacing: Khoảng cách giữa các đường.
Trang 25Fillet Weld: Mối hàn góc.
Plug Weld: Mối hàn lỗ, mối hàn khe
Spot or projection weld: Mối hàn điểm
Spot Weld on Reference line: Mối hàn điểm theo đường Seam Weld: Mối hàn lăn
Seam Weld on Reference line: Mối hàn lăn theo đường Back or Backing Weld: Đường hàn phía chân
Surfacing: Hàn đắp
Butt Weld: Liên kết hàn gấp mép
Square But Weld: Liên kết hàn không vát mép
V Butt Weld: Liên kết hàn vát mép chữ V
Bevel But Weld: Liên kết hàn vát mép một bên
U Butt Weld: Liên kết hàn vát mép chữ U
J Butt Weld: Liên kết hàn vát mép chữ J
Edge Weld: Liên kết hàn mép
Fold Joint: Liên kết hàn nối nếp gấp
Surface Joint: Hàn nối bề mặt
Inclined Joint: Liên kết hàn nghiêng
Trang 26Steep Flanked V Butt Weld: Liên kết hàn vát mép nhẹ chữ V khe hở rộng Steep Flanked Bevel Butt Weld: Liên kết hàn vát mép nhẹ chữ V khe hở rộngmột bên.
V Butt Broad Root Weld: Liên kết hàn vát mép nhẹ chữ V
Bevel Butt Broad Root Weld: Liên kết hàn vát mép nhẹ chữ V một bên
Removable Backing: Lớp lót có thể bóc đi được ( tấm lót tạm thời )
Permanent Backing: Lớp lót vĩnh cửu
Các ký hiệu khác
Contour Symbols: Hình dạng bề mặt mối hàn.
Flat/ Flush contour: Mối hàn phẳng
Convex contour: Mối hàn lồi
Concave contour: Mối hàn lõm
Toes Shall Be Blended Smoothly: Bề mặt mối hàn khi đã qua gia công
Ký hiệu mối hàn giáp mối chữ V lấy mặt sau
Ký hiệu mối hàn theo tiêu chuẩn ISO
Trang 27Ghi chú: 111 – Phương pháp hàn điện hồ quang tay
10(16) – Chiều sâu gấu ( bề rộng mối hàn mặt ) 2(5) – Chiều sâu gấu ( bề rộng mối hàn đáy )
4 x 250 – Số lớp hàn mặt đầu
X Chiều dài đường hàn
1 x 250 – Số lớp hàn mặt đáy
X Chiều dài đường hàn
1.3.2 Hàn mô phỏng liên kết hàn giáp mối
- Groove weld: Công cụ tạo ra mối hàn giáp mối
Kích đúp vào biểu tượng Groove weld hộp thoại xuất hiện.
Bước 1: Nhấn chọn Face set1: Chọn mặt phẳng hàn thứ nhất
Trang 28Full Face Well: Mối hàn phủ kín hết bề mặt được chọn.
Bước 2: Nhấn chọn Face set 2: Chọn mặt phẳng hàn thứ hai
Full Face Well: Mối hàn phủ kín hết bề mặt được chọn.
Bước 3: Fill direction: Chọn hướng hàn ( hướng điền đầy )
Nhấn chọn chọn cạnh, chọn 2 điểm, đường trục của mặt trụ…làm phương.Bước 4: Với lựa chọn khi hàn chi tiết có tiết diện ngang là hình tròn vớinhau, hay hàn với tấm đế… với lựa chọn này mối hàn hình thành mà không cần xácđịnh phương
Chọn Apply để lựa chọn tiếp hoặc chọn OK để kết thúc lệnh
1.3.3 Hàn mô phỏng liên kết hàn góc
Lựa chọn này cho phép ta thể hiện mối hàn góc và mối hàn chồng
- Gọi lệnh: - Fillet weld: Công cụ tạo ra mối hàn góc
Trang 29- Cách thực hiện:
+ Bước 1: Lựa chọn mặt phẳng tham gia và kích thước của mối hàn.
Chọn các mặt phẳng thuộc chi tiết thứ nhất tham gia mối hàn.Chọn các mặt phẳng thuộc chi tiết thứ hai tham gia mối hàn
Chọn lựa chọn thứ nhất, thì ta nhập chiều dàihai cạnh mối hàn
Chọn lựa chọn thứ hai, thì ta nhập chiều dày mốihàn
Đổi chiều hướng hàn
+ Bước 2: Biên dạng mối hàn (Contour).
+ Bước 3: Lựa chọn các thông số khi thực hiện mối hàn gián đoạn (Intermittency).
+ Bước 4: Kích thước (Extents) bao gồm 3 lựa chọn all, From-To, Start-Length.
1: Chiều dài đoạn hàn
2: Khoảng cách giữa hai đoạn hàn
3: Số đoạn hàn
Trang 30
All: Hàn tất cả chiều dài vật hàn.
Start Offset:Khoảng cách so với điểm
From – To: Đường hàn giới hạn bởi hai
mặt
From: Lựa chọn mặt phẳng đầu
To: Lựa chọn mặt phẳng cuối
Trang 31Start - length
Start offset: Khoảng cách so với điểm
đầu
Length: Chiều dài đường hàn
1.3.4 Ký hiệu vị trí đường hàn trên chi tiết
Lựa chọn này cho phép thể hiện bằng ký hiệu vị trí đường hàn trên chi tiết
- Gọi lệnh: - Cosmetic weld: Công cụ ký hiệu đường hàn trên chi tiết
- Cách thực hiện:
+Bước 1: Chọn cạnh mép nối giữa hai khối cần tạo mối hàn Với các lựa chọn theo như:
Edge: Mép nối đơn.
Loop: Mép nối là đường khép kín
(đường bao quanh một mặt bao
gồm nhiều cạnh)
+ Bước 2: Chọn kích thước (Extents) tương tự phần Fillet Weld.
All: Hàn hết chiều dài chi tiết.
Trang 32Lựa chọn bằng chọn các cạnh giữa hai chi tiết cần hàn, có thể hàn theo cạnh hoặchàn theo chu vi.
From – to: Đường hàn giới hạn bởi hai mặt phẳng.
Thực hiện: Chọn 2 mặt để giới hạn chiều dài đường hàn và chọn cạnh để thể hiện vịtrí hàn
+ Bước 3: Lựa chọn diện tích mặt cắt ngang mối hàn (Area).
+ Bước 4: Chọn Apply để thực hiện tiếp hoặc chọn OK để kết thúc lệnh
* Chú ý: Để sửa lại kích thước của các dạng mối hàn bằng cách sổ các lệnh từ cây
lệnh và chọn vị trí cần sửa, sau đó chuột phải và chọn Edit Feature:
1.4 TÍNH TOÁN BỀN CHO CÁC KIỂU MỐI HÀN HỒ QUANG TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2012.
1.4.1 - Fillet Weld (Connection Plane Load) Calculator: Tính toán mối hàn góc ( Tải trọng phẳng )
Cách thực hiện:
Bước 1: Lựa chọn loại hình dạng mối hàn cần tính toán.
Weld Form : Lựa chọn loại hình dạng đường hàn khi tính toán
Trang 33Ở phần này phần mềm hỗ trợ tính toán rất nhiều các hình dạng đường hànnhư đường hàn thẳng,đường hàn hình chữ L,đường tròn, chữ I , đường hàn cóhình dạng bất kỳ được thể hiện như các hình dưới đây:
Ví dụ về các dạng đường hàn:
Bước 2: Lựa chọn các tải trọng tác dụng lên kiên kết.
Weld Load: Các dạng ngoại lực tác dụng lên kết cấu
Trang 34Các kiểu ngoại lực tác dụng lên liên kết gồm:
+ Lực tác dụng có phương song song với đường hàn
+ Lực tác dụng có phương vuông góc với đường hàn
+ Lực tác dụng có phương đi qua trọng tâm của đường hàn
+ Lực tác dụng theo một phương bất kỳ
+ Mômen uốn tác dụng lên liên kết hàn
Bước 3: Khai báo các thông tin đầu vào của liên kết hàn.
Load: Giá trị các ngoại lực tác dụng lên kết cấu
Dimensions: Giá trị các kích thước của mối hàn
+ a: Chiều cao mối hàn
+ L: Chiều dài đường hàn
Bước 4: Joint material and properties: Các thông số của vật liệu hàn và tính chất
vật liệu
Để chọn vật liệu kim loại mối hàn ta nhấp chuột vào ô vuông như hình vẽ:
Khi đó xuất hiện bảng thoại để lựa chọn vật liệu hàn:
Trang 35Ta có thể chọn vật liệu kim loại mối hàn theo các tiêu chuẩn khác nhau bằngcác nhấp chuột trái chọn tên các loại vật liệu hàn theo các tiêu chuẩn Ngoài ra ta cóthể nhấp đúp chuột trái vào hai vị trí mũi tên trên hình để thay đổi các thông sốnhư:
S y [Mpa]: Giới hạn chảy
S ult [Mpa]: Giới hạn bền kéo
S ult min - S ult max [Mpa]: Giới hạn bền kéo cho phép
Nhấp “OK” để kết thúc việc chọn vật liệu kim loại mối hàn
Tùy theo loại liên kết, tầm quan trọng của liên kết hay tải trọng tác dụng của liênkết mà ta chọn hệ số an toàn Để chọn hệ số an toàn ta nhập hệ số an toàn vào lựa
chọn safety factor n s ( n s ≥ 1)
Bước 6: Thực hiện tính toán.
Sau khi khai báo tất cả các thông số đầu vào của liên kết hàn ta nhấp chuột trái vào
lựa chọn Caculate khi đó phần mềm đã thực hiện việc tính toán cho mối hàn
Bước 7: Xem kết quả tính toán.
Results: Các kết quả tính toán được.
- Ứng suất tiếp cho phép
- Chiều cao mối hàn nhỏ nhất có thểchịu được ngoại lực
- Chiều dài nhỏ nhất của mối hàn cóthể chịu được ngoại lực
- Ứng suất tiếp sinh ra khi chịu lực
- Giá trị lực lớn nhất mà mối hàn cóthể chịu được
Sau khi nhấp Calculate để tính toán, nếu mối hàn đảm bảo bền thì vị trí mũi tên số 9
chỉ trên hình vẽ không có màu gì, và nếu xuất hiện màu đỏ thì mối hàn sẽ khôngđảm bảo bền
Xem kết quả và các thông số lựa chọn ( mũi tên 10):
Trang 361.4.2 - Fillet Weld (Spatial Load) Calculator: Tính toán mối hàn góc ( Tải trọng không gian, mối hàn nối dầm với cột)
Vào Weld Calculator/ Fillet Weld Calculator (Spatial) Xuất hiện bảng thoại:
Cách thực hiện:
- Bước 1: Lựa chọn loại hình dáng mối hàn cần tính toán.
Weld Form : Lựa chọn loại hình dạng đường hàn khi tính toán
Ở phần này phần mềm hỗ trợ tính toán rất nhiều các hình dạng đường hàn nhưđường hàn thẳng,đường hàn hình chữ L,đường tròn, chữ I , đường hàn có hìnhdạng bất kỳ được thể hiện như các hình dưới đây:
Ví dụ một số loại liên kết hàn:
Trang 37Bước 2: Lựa chọn các tải trọng tác dụng lên kiên kết.
Weld Load: Các dạng ngoại lực tác dụng lên kết cấu.
Các kiểu ngoại lực tác dụng lên liên kết gồm:
+ Lực tác dụng có phương vuông góc với mặt phẳngchứa đường hàn
+ Lực tác dụng có phương song song với mặt phẳngchứa đường hàn
+ Mô men uốn tác dụng lên kiên kết hàn
+ Lực tác dụng theo một phương bất kỳ
+ Mômen xoắn tác dụng lên liên kết hàn
Bước 3: Khai báo các thông tin đầu vào của liên kết hàn.
Trang 38Load: Giá trị các ngoại lực tác dụng lên kết cấu.
Fy: Giá trị của lực tác dụng
e: Khoảng cách từ lực tác dụng tới mối hàn(cánh tay đòn)
Dimensions: Giá trị các kích thước của mối hàn
+ a: Chiều cao mối hàn
+ L: Chiều dài đường hàn
Bước 4: Joint material and properties: Các thông số của vật liệu hàn và hệ số an
toàn
Để chọn vật liệu kim loại mối hàn ta nhấp chuột vào ô vuông như hình vẽ:
Khi đó xuất hiện bảng thoại để lựa chọn vật liệu hàn:
Ta có thể chọn vật liệu kim loại mối hàn theo các tiêu chuẩn khác nhau bằng cácnhấp chuột trái chọn tên các loại vật liệu hàn theo các tiêu chuẩn Ngoài ra ta có thểthay đổi các thông số như:
S y [Mpa]: Giới hạn chảy
S ult [Mpa]: Giới hạn bền kéo
S ult min - S ult max [Mpa]: Giới hạn bền kéo cho phép
Trang 39Nhấp “OK” để kết thúc việc chọn vật liệu kim loại mối hàn.
Tùy theo loại liên kết, tầm quan trọng của lên kết hay tải trọng tác dụng của liên kết
mà ta chọn hệ số an toàn Để chọn hệ số an toàn ta nhập hệ số an toàn vào lựa chọn
safety factor n s ( n s ≥ 1)
Bước 6: Thực hiện tính toán.
Sau khi khai báo tất cả các thông số đầu vào của liên kết hàn ta nhấp chuột trái vào
lựa chọn Caculate khi đó phần mềm đã thực hiện việc tính toán cho mối hàn
Bước 7: Xem kết quả tính toán.
Results: Các kết quả tính toán được.
- Ứng suất pháp cho phép
- Ứng suất pháp sinh ra
- Ứng suất tiếp sinh ra
- Ứng suất pháp sinh ra khichịu lực
- Giá trị lực lớn nhất mà mốihàn có thể chịu được
Sau khi nhấp Calculate để tính toán, nếu mối hàn đảm bảo bền thì vị trí mũi tên số 9
chỉ trên hình vẽ không có màu gì, và nếu xuất hiện màu đỏ thì mối hàn sẽ khôngđảm bảo bền
Trang 401.4.3 - Plug and Groove Weld Calculator: Tính toán mối hàn cấy chốt Vào Weld Calculator/ Plug groove weld calculator Xuất hiện bảng thoại
- Bước 1: Lựa chọn kiểu mối hàn để tính toán.
Weld design: Thiết kế kiểu mối hàn để tính toán
Ở mục Weld design có các loại mối hàn sau:
Chốt hình trụ Chốt hình côn Hình then trụ Hình then côn Bước 2: Khai báo giá trị của lực tác dụng lên liên kết hàn.
F: Lực kéo
Bước 3 Các thông số về liên kết hàn:
+ s: Chiều dày của chi tiết